Китайские ученые: океаны экзопланет могут иметь форму «лобстеров»

Пн, Март 17, 2014 - 15:55 / Категория: Экзопланеты

Планеты, которые вращаются по орбите вокруг красных карликовых звезд, так же известных, как М-карлики, часто могут иметь на поверхности океаны странной формы — похожие на лобстеров, — это предположение выдвинули китайские ученые.

Эти звезды обычно небольшие и относительно тусклые: их масса примерно в пять раз меньше массы Солнца, а яркость — до 50 раз меньше. Эти звезды составляют 70 процентов от общего количества звезд во Вселенной. Недавние наблюдения космического телескопа Kepler (Кеплер) говорят о том, что как минимум половина этих звезд имеют в своих системах планеты со скалистой поверхностью, масса которых от 1,5 до 4 раз больше массы Земли.

Так называемая зона Златовласки (зона, пригодная для жизни), вокруг красных карликов находится довольно близко к этим звездам из-за того, что они такие тусклые, — часто радиус этой зоны меньше, чем расстояние от Солнца до Меркурия. Таким образом, астрономам относительно легко обнаружить планеты в обитаемой зоне красных карликов: так как орбиты этих экзопланет малы, они быстро и часто делают полный оборот вокруг своей звезды.

Если планета вращается очень близко к своей звезде, притяжение этой звезды может сделать эту планету «приливно захваченной». Если планета приливно захвачена своей звездой, она всегда будет повернута к звезде одной стороной, — так же, как Луна, которая всегда повернута к Земле лишь одной стороной. То есть, на одной стороне планеты всегда будет день, а на другой — постоянно будет ночь.

Неравномерное нагревание приливно-захваченных планет может привести к тому, что они будут сильно отличаться от Земли. Например, прошлые исследование предположили, что темная сторона приливно-захваченной планеты станет такой холодной, что ее атмосфера может замерзнуть, — то есть даже на освещенных солнцем сторонах будет слишком мало воздуха. Однако, последние модели атмосферной циркуляции показывают, что ветры на этих планетах будут разносить достаточно тепла для того, чтобы избежать этого атмосферного коллапса.

Недавно астробиологии предположили, что приливно-захваченные экзопланеты вокруг красных карликов могут напоминать гигантские зрачки. Их темная сторона будет покрыта ледяной, замерзшей «скорлупой», а на дневной могут иметься гигантские океаны жидкой воды, постоянно греющиеся в тепле звезды.

Ученые из Китая Йонгун Ху и Джун Янг из Пекинского Университета считают, что эта модель в корне неверна. По их мнению, эти планеты в основном будут покрыты ледяной коркой, и лишь небольшую часть их поверхности на светлой стороне будут покрывать океаны в форме «лобстеров».

Они создали компьютерную модель, которая учитывала как атмосферную циркуляцию, так и океанскую, и их влияние друг на друга на планете, которая вращается вокруг красного карлика, температура которого около 3 125 градусов Цельсия — такие же параметры имеет экзопланета Gliese 581g, расположенная на расстоянии около 20 световых лет от нас. Ученые считают, что на планете имеет океан глубиной 4000 километра.

По мнению ученых, количество воды на поверхности светлой стороны этих планет может быть значительно больше, чем считалось ранее. Оно будет нагревать и темную сторону планет, предотвращая атмосферный коллапс. Если звезды будет достаточно яркой, или если в атмосфере планеты будет достаточно парниковых газов, таких, как двуокись углерода, в результате это может привести к тому, что на поверхности планеты вообще не будет льда, даже на темной ее стороне.

Если же предположить, что приливно захваченные экзопланеты имеют в своей атмосфере примерно столько же диоксида углерода, сколько содержится в атмосфере Земли, на дневной их стороне океан должен быть окружен льдом. Однако, компьютерная модель говорит о том, что этот океан не будет идеально круглым, как зрачок, — у него скорее будет форма «лобстера»: два «когтя» с каждой стороны экватора и длинный «хвост» вдоль экватора. Эта форма будет создана океанскими течениями. «Когти» создадут океанские течения, которые вращаются подобно циклонам, а длинный хвост появится в результате волны Кельвина.

Ученый добавляет, что в будущем, когда телескопы станут более мощными, эту гипотезу можно будет проверить.

Источник

Комментировать